大学,分析化学, 酸碱溶液[H]浓度的计算
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c/Ka2 = 0.033/10-7.21 = 105.73 >> 20
故:
[H ] =
+
Ka c + K w
3
c/K a
= 10
-9.66
2
pH = 9.66
(如用最简式, pH = 9.77, Er = 22%)
氨基乙酸(甘氨酸)
NH2CH2COOH NH3+CH2COOH
-H+
+H
NH3+CH2COO +
K a (HB) K a (HA) c (HB) c (A)
[H ]
K a (HB) K a (HA)
（强+弱 ）溶液pH计算
1. 强酸(HCl):
质子条件: [H+] = c(HCl) + [OH-] 一般情况: [H+] = c(HCl) 2. 强碱(NaOH): 质子条件: [H+] + c(NaOH) = [OH-] 一般情况: [OH-] = c(NaOH)
[OH-]
4. 强酸(HCl) +弱酸(HA)
质子条件: [H+] = c(HCl) + [A-] + [OH-]
K a ca Kw 近似式: = c(HCl) K a [H ] [H ] 忽略弱酸的离解: [H+] ≈ c(HCl) (最简式)
[H+]
计算方法： (1) 先按最简式计算[OH-]或[H+]. (2) 再计算[HA]或[A-],看其是否可以忽 略.如果不能忽略,再按近似式计算.
5.1.3.2 酸碱溶液[H+]的计算
郭方遒
2011.09
两性物(HA-)溶液[H+]的计算
质子条件: [H2A]+[H+]=[A2 -]+[OH-] 带入平衡 关系式:
[H ][HA ] [H + ] K a1
+Βιβλιοθήκη Baidu-
K a2 [HA- ] [H + ]
Kw + [H ]
精确表达式:
[H ] =
共轭酸碱体系(HA+A-) (要求掌握)
物料平衡: 电荷平衡:
+)
[HA] + [A-] = ca + cb [H+] + [Na+] = [OH-] + [A-]
[HA] = ca - [H+] + [OH-] [A-] = ca + cb - [HA] = cb + [H +] - [OH-] 代入平衡关系 ,得精确式
最简式: [H + ] K K a1 a2
(若c/Ka1>20,Ka2c>20Kw, 即使Ka1,Ka2相近,也可使用最简式计算)
例 计算 0.033mol· -1 Na2HPO4 的pH. L pKa1 ~ pKa3: 2.16, 7.21, 12.32 解: Ka3c = 10-12.32×0.033 = 10-13.80 ≈ Kw
-H+ -
+H
NH2CH2COO+
pKa1=2.35
pKa2=9.78
H 2A +
氨基乙酸 阳离子
H +A 氨基乙酸 双极离子 等电点时: [H2A+] = [A-]
A氨基乙酸 阴离子
氨基乙酸溶液的pH与其等电点的pH是否相等?
其它酸碱溶液pH的计算 以二元酸(H2A)为例. 质子条件: [H+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-]
+
-
若Ca >> [OH-] - [H +] 或Cb >> [H +] - [OH-]
则最简式
ca [H ] = K a cb
+
计算方法: (1) 先按最简式计算[H+]. (2) 再将[OH-]或[H+]与ca,cb比较, 看忽略是否合理.
谢谢大家！
+
K a [HA ] + K w
2
-
1 + [HA ]/K a
-
1
若: Ka1>>Ka2, [HA-]≈c(HA) ( ≤5%, △pKa≥3.2) 又 Ka2c(HA-)>20Kw, 则得
近似式:
[H ] =
+
1 + c HA /K a
-
K a c HA-
2
1
如果 c(HA-)/Ka1>20, 则“1”可略,得
[HA] ca - [H ] +[OH ] [H ] = - Ka = Ka + [A ] cb +[H ] - [OH ]
+
+
-
酸性,略去
[OH-]
:
ca - [H ] [H ] = Ka + cb + [H ]
+
+
碱性,略去[H+]:
ca +[OH ] [H ] = Ka cb - [OH ]
c(HCl)=10-7.0 or 10-9.0 mol· -1, pH=? L
3. 强碱(NaOH) +弱碱(A-) (p82) 质子条件: [H+] + [HA] + c(NaOH) = [OH-]
K b cb Kw 近似式 : = c(NaOH) K b [OH ] [OH ] 忽略弱碱的离解: [OH-] ≈ c(NaOH) (最简式)
2 K a2
弱碱(A)+弱酸(HB) [Ka(HA)>Ka(HB)]
质子条件: [H+] + [HA] = [B-] + [OH-]
引入平衡关系
得精确表达式: [H ] =
+
K a (HB)[HB] + K w 1+ [A] /K a (HA)
最简式: + [H ] =
若c(HB)=c(A), (与两性物相同)
[H ]
+
K a1 [H 2 A] [H ]
[H ] =
+
2 K a1 K a2 [H 2 A] [H ]
2
精确式
K a1 [H2 A](1+
2 K a2 [H ]
+
)
若 [H ]≤0.05, 可略. + 近似式 [H ] = K a1 [H2 A]
以下与一元酸的计算方法相同.大部分多元酸均可按 一元酸处理,忽略第二步及以后各步的离解.
故:
[H ] =
+
Ka c + K w
3
c/K a
= 10
-9.66
2
pH = 9.66
(如用最简式, pH = 9.77, Er = 22%)
氨基乙酸(甘氨酸)
NH2CH2COOH NH3+CH2COOH
-H+
+H
NH3+CH2COO +
K a (HB) K a (HA) c (HB) c (A)
[H ]
K a (HB) K a (HA)
（强+弱 ）溶液pH计算
1. 强酸(HCl):
质子条件: [H+] = c(HCl) + [OH-] 一般情况: [H+] = c(HCl) 2. 强碱(NaOH): 质子条件: [H+] + c(NaOH) = [OH-] 一般情况: [OH-] = c(NaOH)
[OH-]
4. 强酸(HCl) +弱酸(HA)
质子条件: [H+] = c(HCl) + [A-] + [OH-]
K a ca Kw 近似式: = c(HCl) K a [H ] [H ] 忽略弱酸的离解: [H+] ≈ c(HCl) (最简式)
[H+]
计算方法： (1) 先按最简式计算[OH-]或[H+]. (2) 再计算[HA]或[A-],看其是否可以忽 略.如果不能忽略,再按近似式计算.
5.1.3.2 酸碱溶液[H+]的计算
郭方遒
2011.09
两性物(HA-)溶液[H+]的计算
质子条件: [H2A]+[H+]=[A2 -]+[OH-] 带入平衡 关系式:
[H ][HA ] [H + ] K a1
+Βιβλιοθήκη Baidu-
K a2 [HA- ] [H + ]
Kw + [H ]
精确表达式:
[H ] =
共轭酸碱体系(HA+A-) (要求掌握)
物料平衡: 电荷平衡:
+)
[HA] + [A-] = ca + cb [H+] + [Na+] = [OH-] + [A-]
[HA] = ca - [H+] + [OH-] [A-] = ca + cb - [HA] = cb + [H +] - [OH-] 代入平衡关系 ,得精确式
最简式: [H + ] K K a1 a2
(若c/Ka1>20,Ka2c>20Kw, 即使Ka1,Ka2相近,也可使用最简式计算)
例 计算 0.033mol· -1 Na2HPO4 的pH. L pKa1 ~ pKa3: 2.16, 7.21, 12.32 解: Ka3c = 10-12.32×0.033 = 10-13.80 ≈ Kw
-H+ -
+H
NH2CH2COO+
pKa1=2.35
pKa2=9.78
H 2A +
氨基乙酸 阳离子
H +A 氨基乙酸 双极离子 等电点时: [H2A+] = [A-]
A氨基乙酸 阴离子
氨基乙酸溶液的pH与其等电点的pH是否相等?
其它酸碱溶液pH的计算 以二元酸(H2A)为例. 质子条件: [H+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-]
+
-
若Ca >> [OH-] - [H +] 或Cb >> [H +] - [OH-]
则最简式
ca [H ] = K a cb
+
计算方法: (1) 先按最简式计算[H+]. (2) 再将[OH-]或[H+]与ca,cb比较, 看忽略是否合理.
谢谢大家！
+
K a [HA ] + K w
2
-
1 + [HA ]/K a
-
1
若: Ka1>>Ka2, [HA-]≈c(HA) ( ≤5%, △pKa≥3.2) 又 Ka2c(HA-)>20Kw, 则得
近似式:
[H ] =
+
1 + c HA /K a
-
K a c HA-
2
1
如果 c(HA-)/Ka1>20, 则“1”可略,得
[HA] ca - [H ] +[OH ] [H ] = - Ka = Ka + [A ] cb +[H ] - [OH ]
+
+
-
酸性,略去
[OH-]
:
ca - [H ] [H ] = Ka + cb + [H ]
+
+
碱性,略去[H+]:
ca +[OH ] [H ] = Ka cb - [OH ]
c(HCl)=10-7.0 or 10-9.0 mol· -1, pH=? L
3. 强碱(NaOH) +弱碱(A-) (p82) 质子条件: [H+] + [HA] + c(NaOH) = [OH-]
K b cb Kw 近似式 : = c(NaOH) K b [OH ] [OH ] 忽略弱碱的离解: [OH-] ≈ c(NaOH) (最简式)
2 K a2
弱碱(A)+弱酸(HB) [Ka(HA)>Ka(HB)]
质子条件: [H+] + [HA] = [B-] + [OH-]
引入平衡关系
得精确表达式: [H ] =
+
K a (HB)[HB] + K w 1+ [A] /K a (HA)
最简式: + [H ] =
若c(HB)=c(A), (与两性物相同)
[H ]
+
K a1 [H 2 A] [H ]
[H ] =
+
2 K a1 K a2 [H 2 A] [H ]
2
精确式
K a1 [H2 A](1+
2 K a2 [H ]
+
)
若 [H ]≤0.05, 可略. + 近似式 [H ] = K a1 [H2 A]
以下与一元酸的计算方法相同.大部分多元酸均可按 一元酸处理,忽略第二步及以后各步的离解.